生物巯基化合物如半胱氨酸,高半胱氨酸及谷胱甘肽等在细胞生理和病理过程中发挥着重要作用,能调节细胞内的氧化还原体系保持平衡状态。通过对半胱氨酸、高半胱氨酸及谷胱甘肽的分析检测,从中获得重要的生理病理信息,促进医疗事业的发展。荧光分子探针由于其灵敏度高,选择性好,检测成本低,可实现细胞内定位等优势而倍受关注,已广泛应用于生物医学、环境检测等领域。本论文设计和合成了两个小分子荧光探针,将其应用于半胱氨酸、高半胱氨酸及谷胱甘肽的检测和活细胞成像,主要工作如下：(一)设计合成了两种新型的光致电子转移(PET)型荧光探针1和探针2,并进行了结构确认和光谱性质表征。其中,探针1是由荧光基团7-硝基苯并[1,2,5]恶二唑和4-顺丁烯二酰胺为检测基团组成；探针2由三部分组成,光学性能良好的酰亚胺为发色基团,强吸电子的硝基为检测基团,并引入线粒体导向基团三苯基磷盐。(二)探针1是一种turn-on型荧光探针,分子内部的马来酰亚胺环与荧光基团之间可发生n-п*跃迁,导致7-硝基苯并[1,2,5]恶二唑的荧光量子效率大大降低,从荧光团到烯氢双键发生电子转移(PET)。半胱氨酸可与马来酰亚胺的碳碳双键发生迈克尔加成,PET过程受阻,荧光母体的荧光得到恢复,在465nm光激发下,在554nm处出现一个新的荧光发射峰。该探针还可以用于半胱氨酸在Hela细胞中成像研究,研究表明该探针透膜性和生物兼容性都较好。该探针具有反应速度快,灵敏度高,方法简单等优点。(三)探针2能区分半胱氨酸,高半胱氨酸和谷胱甘肽这三种氨基酸。通过亲核芳香取代反应,巯基取代探针中的硝基,生成发蓝荧光的硫醚中间体,然后分子内的氨基亲核取代硫醚得到绿色荧光的4-氨基衍生物。半胱氨酸取代硝基所需的时间比高半胱氨酸的短。而谷胱甘肽与硝基取代后反应不继续发生重排。据此,可以区分这三种含巯基的氨基酸,且成功地应用于Hela细胞中半胱氨酸的成像研究。